Alto forno

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Universidade Federal de Ouro Preto Escola de Minas Departamento de Minas

Disciplina: MIN238 – 11 ENGENHARIA DE PROCESSOS (Mineração) I - Semestre de 2010

ALTO FORNO

Alto forno
Um alto-forno é, um reator tipo chaminé (cuba), essencialmente, um enorme gasogénio em que, ocorre, simultaneamente, a redução de um minério e a formação de uma escória. O funcionamento é contínuo.
Minério deferro Fundentes Coque (CV) Ar Vapor de água

Gases secos Vapor de água nos gases Gusa Poeiras Escória

Alto forno
Um alto-forno é, um reator tipo chaminé (cuba), essencialmente, um enorme gasogénio em que, ocorre, simultaneamente, a redução de um minério e a formação de uma escória. O funcionamento é contínuo.
Minério de ferro Fundentes Coque (CV) Ar Vapor de água

Gases secos Vapor de águanos gases Gusa Poeiras Escória

Siderurgia – Alto Forno
Estrutura do alto-forno: 1- Goela: topo do forno reforçado para manter os dispositivos de carregamento e distribuição da carga e receber os impactos destes. 2- Cuba: secção tronco cônica 3- Ventre: região cilíndrica sobre a rampa (opcional). 4- Rampa: revestida de refratários e sistemas de resfriamento interno; é a zona de fusão dosmateriais (gotejamento). 5- Cadinho: tem forma cilíndrica, revestida de refratários (grafita) recebe o metal fundido e a escória formada. 6- Ventaneiras :aberturas nas paredes do forno, onde dispositivos de soprado injetam ar quente e/ou combustível (gás, carvão).

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Siderurgia – Alto Forno

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Temperaturas no forno: 1- Goela: < 500 ºC 2- Cuba: entre700 ºC a 1000 ºC (metade) 3- Ventre: 1000 ºC e 1200 ºC; na região próxima aos sopradores a temperatura supera os 1500 ºC. 4- Rampa: 1200ºC e 1400 ºC, pode chegar aos 1800 ºC. Formação de sistema metal – escória – coque. 5- Cadinho: zona de estrato metal-escória entre 1500 – 1600 ºC. 6- Ventaneiras : 500 ºC a 1000 ºC.

Introdução à Siderurgia
O Alto-Forno é um reator que utiliza o princípio decontracorrente, onde, gases em ascensão reagem e transferem calor para sólidos e líquidos descendentes. O ar prèaquecido 1.000ºC) è soprado ventaneiras. (torno pelas

Reator Durante o restante do seu caminho pelo Alto-Forno, o gás ascendente suprirá calor para as camadas de carga metálica descendentes, saindo no topo do forno ainda com temperaturas acima de 100°C.

Produz dióxido de carbono quereage com o carvão formando monóxido de carbono. A umidade do ar, reage com o carvão, formando CO e H2 Reações endotérmicas que geram uma região de alta temperatura aprox. 1850ºC (raceway)

Siderurgia – Alto Forno – Principais reações

~ 470° C: ± 550°C: ~ 620° C: 620°C a 800° C: ± 870°C: 900°C: > 970° C: > 1070° C:

> 1200° C:

> 1260° C: > 1350° C: ~ 1550° C:

~ 2000° C:

2Fe 2O3 +8CO = 4Fe + C + 7CO2 3Fe 2O3 + C = Fe3O4 + CO 3Fe2O3 + CO = Fe3O4 + CO2 Fe 3O4 + C = 3FeO + CO Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 FeO + C = Fe + CO FeO + CO = Fe + CO2 CO 2 + C = 2CO H 2O + C = CO + H2 (água contida) CaCO 3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 Fe 2O3 + 3C = 2Fe + 3CO Fe2O4 + C = 3FeO + CO FeO + 3C = Fe + CO MnO + C = Mn + CO SiO2 + 2C = Si + 2CO P2O5 + 5C = 2P + 5CO aglomeração de óxidos escóriafusão da carga (menos o coque) O 2 + C = CO2 CO2 + C = 2CO H2O + C = H2 + CO FeS + CaO + C = Fe + CaS +CO

Siderurgia – Alto Forno – Principais reações (simplificada)

Entrada de ar nas ventaneiras, com temperaturas próximas a 1500° fornece combustível e calor. C: O2 + C = CO2 CO2 + C = 2CO H2O + C = H2 + CO Redução do minério a ferro metálico 2Fe2O3 + 8CO = 4Fe + C + 7CO2 3Fe2O3 + C = Fe3O4 +CO 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + C = 3FeO + CO Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 FeO + C = Fe + CO FeO + CO = Fe + CO2 Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO Fe2O4 + C = 3FeO + CO FeO + 3C = Fe + CO O CO2 de várias reações reage com carvão CaCO3 = CaO + CO2 MgCO3 = MgO + CO2 CO2 + C = 2CO água contida forma combustível H2O + C = CO + H2

Siderurgia – Alto Forno – Principais reações (simplificada)

Redução do...
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